教育新闻：不倒翁原理是什么 为什么不倒翁可以屹立不倒

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1.不倒翁的型体构造

不倒翁上身为中空罩壳，净重变轻;下身是一个实芯的半球体，净重很大，不倒翁的重心点就在半球体以内。下边的半球体和支撑板面中间有一个触点，这一半球体在支撑板表面翻转时，触点的部位还要产生更改。不倒翁自始至终用一个触点站起在支撑板表面，它始终是一个独脚体。

2.不倒翁的均衡的可靠性

不倒翁在遭受外力作用的功效时，还要失去平衡，而在外力作用除去后，不倒翁能自主回应到均衡情况，这表明不倒翁具备一种抵御外力作用干挠保持稳定的工作能力，这就是说均衡的可靠性。这类抵御干挠保持稳定的工作能力的产生，应当从不倒翁的受压状况看来。

3.不倒翁的受压状况有三种

①不倒翁均衡的受压状况。不倒翁在桌面，遭受2个外力作用的功效：一个是作用力G，宇宙对不倒翁的诱惑力;另一个是支持力，桌面上对底边半球体的反作用力。依据物块的平衡条件，要是这2个力尺寸相同、方位反过来、功效在一条平行线上，不倒翁就可以保持稳定的情况。

*假定受外力作用时，不倒翁重心点为O，触点为C，作用力为G，歪斜了α视角，F到C点间距为m，AO,OC各自为l和d 。

②不倒翁歪斜的受压状况：

当不倒翁遭受外力作用时，外力作用造成的干挠扭矩，作用力产生一个抵御扭矩

干挠扭矩为：M1=F*m

抵御扭矩为：M2=Gcosθ*d

这时2个扭矩方位反过来，且随之不倒翁歪斜的视角α持续扩大，作用力功效线G的偏移也持续扩大，抵御扭矩M2即Gcosθ*d的值也持续扩大，当抵御扭矩M2相当于干挠扭矩M1时，不倒翁就进到新的均衡情况——歪斜的均衡情况，这时外力作用的干挠功效也就宣布终止。由此可见，不倒翁遭受外力作用干挠后，原来的均衡损坏了，但新的均衡随着产生，不倒翁能够延续地保持稳定，尽管均衡的方法不一样，但均衡的实质不会改变，这类就是稳定平衡。这时不倒翁不倒。

③不倒翁还原的受压状况：

不倒翁还原的受压状况。

(1)从重力势能视角考虑到，重力势能低的物块相对稳定，物块一定会朝着重力势能低的情况转变。当不倒翁倒地的那时候，因为集中化了绝大多数重心点的基座被拉高，导致重力势能提升，因此不倒翁要回应原先的部位。

(2)从杠杆作用而言，不倒翁倒地时，重心点的支持力一直处在梁端，无论支撑点在哪儿，尽管基座的力臂较短，可是扭矩=力*力臂，不倒翁还会由于基座那头扭矩大而回应到原先部位。如本例中，除掉外力作用后仍有扭矩M2，扭矩M2促使不倒翁修复到一开始的平衡位置。

(3)不倒翁底端为环形，滑动摩擦力小，有利于不倒翁返回原先部位。

在左右的全过程中，创建新的均衡是在其中关键的难题，由于只能这般才可以遏制外力作用的干挠，而回应原来的均衡则是主次难题，由于这时外力作用的干挠早已除去。在全过程中不倒翁自始至终保持稳定的特性，这就是“均衡的可靠性”。

4.结构力学基本原理总结

总的来说，这一基本原理的关键点取决于：使作用力的功效线偏移支撑点，使作用力对支撑点造成扭矩，即抵抗能力距。因为不倒翁歪斜的视角持续扩大，作用力功效线的偏移随着扩大，抵御扭矩随之扩大，最后保持和外力作用扭矩的均衡，不倒翁抵御外力作用干挠、保持稳定的工作能力就这样产生的。

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